一种汽车循环球式转向器耐高温磨损寿命实验设备的制作方法

本发明涉及汽车零部件寿命性能检测技术领域，尤其涉及一种汽车循环球式转向器耐高温磨损寿命实验设备。

背景技术：

汽车循环球式转向器是汽车行驶系统中的重要安全组成部分，作用是增大转向盘传到转向传动机构的力和改变力的传递方向，同时也是决定汽车主动安全性的关键总成。随着汽车工业的迅速发展，其可靠性直接影响汽车安全性能。循环球式转向器凭借其特有的优势，应用日趋广泛，可靠性也更受重视。

循环球式转向器主要由螺杆、螺母、转向器壳体以及许多小钢球等部件组成，所谓的循环球指的就是这些小钢球，它们被放置于螺母与螺杆之间的密闭管路内，起到将螺母螺杆之间的滑动摩擦转变为阻力较小的滚动摩擦的作用，当与方向盘转向管柱固定到一起的螺杆转动起来后，螺杆推动螺母上下运动，螺母在通过齿轮来驱动转向摇臂往复摇动从而实现转向。在这个过程当中，那些小钢球就在密闭的管路内循环往复的滚动，所以这种转向器就被称为循环球式转向器。

目前的循环球转向器基本样式都一样，但是有不同型号时，那么尺寸就发生变化，这时候安装在工装夹具上，就出现转向器有时安装高，有时低，就会造成与液压缸和电机无法水平状态连接或者就连接不上的问题，使得实验无法正常进行或者导致实验结构不正确，另外，目前使用的汽车循环球式转向器实验设备大多只能进行单一项测试，测试方式单一，需要耗费大量的时间来对多项内容进行单独测试，测试效率低。

技术实现要素：

本发明提出的一种汽车循环球式转向器耐高温磨损寿命实验设备，解决了现有循环球式转向器耐高温磨损寿命实验测试效率低，且无法匹配不同型号的循环球式转向器进行测试，通用性差的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种汽车循环球式转向器耐高温磨损寿命实验设备，包括龙门防护罩，龙门防护罩的左侧、右侧、后侧均设有检修门，龙门防护罩的前侧嵌装有控制装置，控制装置的输出端电性连接有固定安装于龙门防护罩顶部的报警装置，所述龙门防护罩内带有上、下两层横向的平台板，下层的平台板上固定有转动驱动组件、拉压驱动组件、前液压站、后液压站、转向器安装板，转向器安装板上固定有循环球转向器，所述转动驱动组件与循环球转向器的方向盘端传动连接，拉压驱动组件与循环球转向器的车轮端传动连接，上层的平台板上固定有高温加热传导装置、铜钎焊板式换热器、高温加热电气控制柜，铜钎焊板式换热器位于前液压站、后液压站的上方，铜钎焊板式换热器连接有位于龙门防护罩一侧的冷却水塔，所述高温加热传导装置的出液端与循环球转向器的进液端通过油管连通，高温加热传导装置的出液端的油管上安装有温度传感器，所述高温加热传导装置的进液端与后液压站的出液端通过油管连通，后液压站的进液端与铜钎焊板式换热器的出液端通过油管连通，铜钎焊板式换热器的进液端与循环球转向器的出液端通过油管连通。

优选的，所述拉压驱动组件包括固定于下层平台板上的u形座、方形安装框，u形座的内侧固定有竖向的转轴杆，转轴杆上转动安装有横向的液压缸，液压缸与前液压站通过油管连接，液压缸的输出端固定安装有拉压力传感器，拉压力传感器上带有与循环球转向器的车轮端传动连接的拉压传动杆，所述液压缸的前端穿过方形安装框并固定套装有悬空的抱箍，抱箍上带有连接环，所述方形安装框的顶部固定有限位罩，且限位罩内转动安装有螺纹套，螺纹套上带有手摇杆，所述螺纹套内螺纹连接有螺纹竖杆，螺纹竖杆的下端伸入方形安装框内并固定连接有拉簧连接块，拉簧连接块与连接环之间固定有拉簧，螺纹竖杆上螺纹连接有位于方形安装框内侧的第二锁紧螺母。

优选的，所述转动驱动组件包括固定于下层平台板上的固定座，固定座的后侧设有开口，且固定座的前侧设有竖向的两个竖向滑孔、矩形孔，两个竖向滑孔分别位于矩形孔的两侧，所述固定座的内侧滑动配合有电机安装板，电机安装板的前侧固定有伺服电机、螺纹杆，所述伺服电机位于矩形孔内，螺纹杆位于竖向滑孔内，螺纹杆的另一端螺纹连接有位于固定座前侧的第一锁紧螺母，所述电机安装板的后侧固定有横向的底板，所述底板上固定有与伺服电机的输出端传动连接的动态扭矩传感器，动态扭矩传感器带有与循环球转向器的方向盘端传动连接的输出杆。

优选的，所述底板与电机安装板之间固定有两个加强副板，右侧的加强副板上固定有导向环，导向环内滑动配合有导向杆，导向杆固定于电机安装板内，所述底板上螺旋传动配合有竖向的丝杆，丝杆转动安装于固定座内，所述丝杆的上端穿出固定座并固定有位于固定座上方的转轮。

优选的，所述动态扭矩传感器、拉压力传感器、温度传感器均与控制装置的输入端电性连接，伺服电机、液压缸、高温加热传导装置均与控制装置的输出端电性连接。

优选的，所述液压缸的下方设有套装于转轴杆上的环形垫高块。

优选的，所述螺纹套的横截面形状为t形，且方形安装框上设有与螺纹竖杆匹配的安装孔，螺纹竖杆活动套接于安装孔内。

优选的，所述平台板上均布有固定孔，且平台板为金属材料制成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)、本发明中通过设置的u形座、转轴杆、环形垫高块、方形安装框、螺纹套、螺纹竖杆和第二锁紧螺母的设置能够根据需要调节液压缸的高度，而通过设置的拉簧，使循环球转向器工作状态下左右偏摆不受其他阻力，且采用拉簧简单、美观、耐用，还能消除其他应力。

(2)、本发明中通过固定座、竖向滑孔、螺纹杆、第一锁紧螺母、导向环、导向杆和丝杆的设置，能够根据需要调节伺服电机的高度，且升降较为省力。

(3)、本发明中通过龙门防护罩能够防止高温状态下油管接头脱落或老化造成破裂烫伤操作人员，通过高温加热传导装置、铜钎焊板式换热器、冷却水塔和温度传感器的设置，能够对循环球转向器进行加热，方便用于耐高温磨损测试，整个装置结构简单，制作成本低。

(4)、本发明中通过液压缸能够使循环球转向器的车轮端摆动进行测试，通过伺服电机能够驱使循环球转向器的方向盘端转动用于测试，而通过拉压力传感器能够测得拉压力值，通过动态扭矩传感器能够测得扭力值。

本发明不仅能够很方便的对循环球式转向器进行多项测试，测试效率高，且伺服电机和液压缸的位置均能根据需要调节，避免了不同型号的循环球转向器有时安装高，有时低，造成与液压缸和伺服电机无法水平状态连接或者就连接不上的问题，从而保证实验的正常进行。

附图说明

图1为本发明提出的一种汽车循环球式转向器耐高温磨损寿命实验设备的结构示意图。

图2为本发明提出的一种汽车循环球式转向器耐高温磨损寿命实验设备的转动驱动组件的俯视示意图。

图3为本发明提出的一种汽车循环球式转向器耐高温磨损寿命实验设备的高温加热传导装置的布置示意图。

图4为本发明提出的一种汽车循环球式转向器耐高温磨损寿命实验设备的拉压驱动组件的示意图。

图5为本发明提出的一种汽车循环球式转向器耐高温磨损寿命实验设备的固定座的正视示意图。

图中：1龙门防护罩、2平台板、3转动驱动组件、301固定座、302矩形孔、303电机安装板、304螺纹杆、305第一锁紧螺母、306丝杆、307底板、308伺服电机、309输出杆、310动态扭矩传感器、311导向环、312导向杆、313竖向滑孔、4拉压驱动组件、401u形座、402方形安装框、403转轴杆、404液压缸、405拉压力传感器、406拉压传动杆、407抱箍、408连接环、409限位罩、410螺纹套、411螺纹竖杆、412第二锁紧螺母、413拉簧连接块、414拉簧、5控制装置、6前液压站、7后液压站、8高温加热传导装置、9铜钎焊板式换热器、10高温加热电气控制柜、11冷却水塔、12转向器安装板、13温度传感器、14循环球转向器、15报警装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-5，一种汽车循环球式转向器耐高温磨损寿命实验设备，包括龙门防护罩1，龙门防护罩1的左侧、右侧、后侧均设有检修门，龙门防护罩1的前侧嵌装有控制装置5，控制装置5的输出端电性连接有固定安装于龙门防护罩1顶部的报警装置15，龙门防护罩1内带有上、下两层横向的平台板2，下层的平台板2上固定有转动驱动组件3、拉压驱动组件4、前液压站6、后液压站7、转向器安装板12，转向器安装板12上固定有循环球转向器14，转动驱动组件3与循环球转向器14的方向盘端传动连接，拉压驱动组件4与循环球转向器14的车轮端传动连接，上层的平台板2上固定有高温加热传导装置8、铜钎焊板式换热器9、高温加热电气控制柜10，铜钎焊板式换热器9位于前液压站6、后液压站7的上方，铜钎焊板式换热器9连接有位于龙门防护罩1一侧的冷却水塔11，高温加热传导装置8的出液端与循环球转向器14的进液端通过油管连通，高温加热传导装置8的出液端的油管上安装有温度传感器13，高温加热传导装置8的进液端与后液压站7的出液端通过油管连通，后液压站7的进液端与铜钎焊板式换热器9的出液端通过油管连通，铜钎焊板式换热器9的进液端与循环球转向器14的出液端通过油管连通。

本实施方式中，拉压驱动组件4包括固定于下层平台板2上的u形座401、方形安装框402，u形座401的内侧固定有竖向的转轴杆403，转轴杆403上转动安装有横向的液压缸404，液压缸404与前液压站6通过油管连接，液压缸404的输出端固定安装有拉压力传感器405，拉压力传感器405上带有与循环球转向器14的车轮端传动连接的拉压传动杆406，液压缸404的前端穿过方形安装框402并固定套装有悬空的抱箍407，抱箍407上带有连接环408，方形安装框402的顶部固定有限位罩409，且限位罩409内转动安装有螺纹套410，螺纹套410上带有手摇杆，螺纹套410内螺纹连接有螺纹竖杆411，螺纹竖杆411的下端伸入方形安装框402内并固定连接有拉簧连接块413，拉簧连接块413与连接环408之间固定有拉簧414，螺纹竖杆411上螺纹连接有位于方形安装框402内侧的第二锁紧螺母412。

本实施方式中，转动驱动组件3包括固定于下层平台板2上的固定座301，固定座301的后侧设有开口，且固定座301的前侧设有竖向的两个竖向滑孔313、矩形孔302，两个竖向滑孔313分别位于矩形孔302的两侧，固定座301的内侧滑动配合有电机安装板303，电机安装板303的前侧固定有伺服电机308、螺纹杆304，伺服电机308位于矩形孔302内，螺纹杆304位于竖向滑孔313内，螺纹杆304的另一端螺纹连接有位于固定座301前侧的第一锁紧螺母305，电机安装板303的后侧固定有横向的底板307，底板307上固定有与伺服电机308的输出端传动连接的动态扭矩传感器310，动态扭矩传感器310带有与循环球转向器14的方向盘端传动连接的输出杆309。

本实施方式中，底板307与电机安装板303之间固定有两个加强副板，右侧的加强副板上固定有导向环311，导向环311内滑动配合有导向杆312，导向杆312固定于电机安装板303内，底板307上螺旋传动配合有竖向的丝杆306，丝杆306转动安装于固定座301内，丝杆306的上端穿出固定座301并固定有位于固定座301上方的转轮。

本实施方式中，动态扭矩传感器310、拉压力传感器405、温度传感器13均与控制装置5的输入端电性连接，伺服电机308、液压缸404、高温加热传导装置8均与控制装置5的输出端电性连接。

本实施方式中，液压缸404的下方设有套装于转轴杆403上的环形垫高块。

本实施方式中，螺纹套410的横截面形状为t形，且方形安装框402上设有与螺纹竖杆411匹配的安装孔，螺纹竖杆411活动套接于安装孔内。

本实施方式中，平台板2上均布有固定孔，且平台板2为金属材料制成。

本发明中，通过龙门防护罩1可以防止高温状态下油管接头脱落或老化造成破裂烫伤操作人员，控制装置5采用现有的plc单片机控制系统控制，其带有显示面板，通过控制装置5控制报警装置15实现自动报警，通过龙门防护罩1左边、右边和后面都的检修门，方便安装、加介质液体、维修，整个装置长2.6米，深1.2米，高1.8-2.0米，分为2层，第二层设置在1.5米以上，通过设置的高温加热传导装置8、铜钎焊板式换热器9和冷却水塔11的设置，用于在对循环球转向器14测试时对其内的液压油进行循环加热，通过现有的温度传感器13可以检测液压油温度，加热后的液压油在循环球转向器14内循环，用于对循环球转向器14进行加热，方便用于耐高温磨损测试，测试时，通过液压缸404可以使循环球转向器14的车轮端摆动进行测试，通过伺服电机308可以驱使循环球转向器14的方向盘端转动用于测试，通过现有的拉压力传感器405可以测得拉压力值，通过现有的动态扭矩传感器310可以测得扭力值，拉压力值和扭力值均传递给控制装置5，由于控制装置5进行处理后通过显示面板显示。

通过设置的u形座401和转轴杆403，使得液压缸404能够左右摆动，下方设置的不同高度的环形垫高块，可以用于调整液压缸404的高度，设置的方形安装框402内侧与液压缸404接触时，正好为循环球转向器14的偏摆角度37.5度，通过人力转动方形安装框402上的手摇杆可以转动螺纹套410，从而使螺纹竖杆411升降，用于调整液压缸404的前端的高低，调整高低后通过上旋第二锁紧螺母412锁紧，下方采用拉簧414，目的使循环球转向器14工作状态下左右偏摆不受其他阻力，采用拉簧414简单、美观、耐用，还能消除其他应力。

通过在固定座301上开设竖向滑孔313，使得螺纹杆304在竖向滑孔313内能够移动，通过旋动第一锁紧螺母305锁死，从而可以调节伺服电机308的高度，由于伺服电机308的中重量较重，通过进一步的增加导向环311、导向杆312和丝杆306，通过转动丝杆306来升降，较为省力，由于伺服电机308以及液压缸404的位置均可进行调节，就避免了不同型号的循环球转向器14有时安装高，有时低，造成与液压缸404和伺服电机308无法水平状态连接或者就连接不上的问题，从而保证实验的正常进行。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。